Feasibility Study of Mooring Lines Design for a Floating Tidal Turbine Platform Using Double Hull Structure
Feasibility Study of Mooring Lines Design for a Floating Tidal Turbine Platform Using Double Hull Structure
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双壳结构浮动潮汐涡轮机平台系泊线设计的可行性研究
DOI：
10.1115/omae2019-95998
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Arini N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arini N
本文的目的是研究潮汐能转换器（TIC）平台上的系泊张力特性，考虑i）水平和ii）垂直潮汐涡轮机。本研究以数值方式探讨悬链线系泊缆用于模块化潮汐能平台的可行性。模块化平台的设计和建模有两个浮体，并通过锚钉链悬链式系泊链锚定在海床上。选择具有相似Cp的垂直轴和水平轴涡轮机并分别建模。比较了这些涡轮机对系泊系统的影响，结果显示了每个涡轮机连接的系泊部件的寿命。首先建立了无涡轮机的水动力模型，并进行了1：12缩尺比的实验验证。通过试验验证了右舷前系泊缆张力、平台纵荡和纵摇位移的有效性。模型结果显示相同的信号频率与实验略有不同的幅度。进一步研究了在特定环境下垂直和水平潮汐涡轮机运行时的系泊张力。结果表明，选用垂直轴涡轮机的系泊缆张力较大。对于平台运动，水平涡轮机在喘振时产生稍大的位移。然而，俯仰运动记录显示在两种涡轮机操作下的位移相等。所选择的垂直轴潮汐涡轮机还产生更长寿命的系泊部件。
The aim of this paper is to study the mooring tension characteristics on a tidal energy converter (TIC) platform considering i) a horizontal and ii) a vertical tidal turbine. The study examines numerically the feasibility of a catenary mooring line for a modular tidal energy platform. A modular platform is designed and modelled with two floating hulls and anchored by studlink catenary mooring chains on the seabed. Vertical and horizontal axis turbines which have similar Cp are selected and modelled separately. The effect of those turbines on the mooring system are compared and the results informs lifetime of the mooring component for each turbine connection. The hydrodynamic model with no turbine is firstly developed and validated against an experiment with 1:12 scale ratio. The starboard fore mooring line tension, platform surge and pitch displacements are validated against the experiment. The model results show identical signal frequency with slightly different magnitude from the experiment. The mooring tension under vertical and horizontal tidal turbine operations in the particular environment is further examined. The result shows that the mooring line using selected vertical axis turbine experiences higher tension. For platform motions, the horizontal turbine generates slightly larger displacement in surge. However the pitch motion record shows equal displacement under both turbine operations. The selected vertical axis tidal turbine also produces longer lifetime mooring components.
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